油田電網(wǎng)分析與優(yōu)化

1、四、供電網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流分布算法 油田供電網(wǎng)正常運(yùn)行方式多為開環(huán)運(yùn)行，但在倒閘操作時(shí)，也可能出現(xiàn)短時(shí)閉環(huán)運(yùn)行方式。因此，也有必要研究在閉環(huán)方式下的潮流分布算法。 供電網(wǎng)在倒閘操作時(shí)，為了保持不間斷供電，可能出現(xiàn)以下兩種閉環(huán)運(yùn)行方式： 方式一：內(nèi)閉環(huán)運(yùn)行方式。在35kV電源倒換14號(hào)和17號(hào)線路時(shí)可能出現(xiàn)的短時(shí)閉環(huán)運(yùn)行狀態(tài)，由于潮流從唯一端點(diǎn)9流入閉環(huán)，因而展開圖中兩端點(diǎn)電壓相等，這種閉環(huán)方式稱為“內(nèi)閉環(huán)”。原始供電網(wǎng)雙110kV電源供電，正常時(shí)一個(gè)供電，一個(gè)備用：方式二：外閉環(huán)運(yùn)行方式。110kV電源在倒閘操作時(shí)可能形成閉環(huán)。閉環(huán)由元件15、元件1和元件6組成，其特點(diǎn)是具有不同電壓的兩電源供電網(wǎng)

2、絡(luò)，稱這種閉環(huán)方式為“外閉環(huán)”運(yùn)行方式。 1.內(nèi)閉環(huán)運(yùn)行方式的潮流計(jì)算步一：步二： 確定閉環(huán)的無功功率功率分點(diǎn)。步三：從無功功率分點(diǎn)將閉環(huán)開，根據(jù)開環(huán)運(yùn)行方式求出各元件的功率損耗值及各點(diǎn)的運(yùn)行電壓值。 若節(jié)點(diǎn)3為無功功率分點(diǎn)，將環(huán)從節(jié)點(diǎn)3斷開。2.外閉環(huán)運(yùn)行方式的潮流計(jì)算步一：計(jì)算兩電源端點(diǎn)之間的電壓差：步三： 確定閉環(huán)的無功功率功率分點(diǎn)。步四：從無功功率分點(diǎn)將閉環(huán)開，根據(jù)開環(huán)運(yùn)行方式求出各元件的功率損耗值及各點(diǎn)的運(yùn)行電壓值。 3.閉環(huán)潮流分布的計(jì)算機(jī)算法構(gòu)成內(nèi)閉環(huán)的元件依次為10、14、17、12?？啥x一數(shù)組XD（N），將閉環(huán)元件號(hào)依次存入該數(shù)組，并給出加線位（JXW）號(hào)。XD（N）數(shù)組內(nèi)

3、容如下： 10 14 17 12（l）（2）計(jì)算環(huán)網(wǎng)首端潮流： （3）在求出閉環(huán)首端潮流后，即可求出各元件的潮流值，并判定哪個(gè)結(jié)點(diǎn)為功率分分點(diǎn)，在此結(jié)點(diǎn)將閉環(huán)改為開環(huán)方式后，按已算出的潮流分布計(jì)算各點(diǎn)電壓值。（4）對于外閉環(huán)，只要在起始輸入時(shí)將值輸入： 則可算出潮流值。五、供電網(wǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫 在供電網(wǎng)潮流計(jì)算中，參與計(jì)算的每個(gè)元件的電阻R、電抗X、電導(dǎo)G、電納B等參數(shù)需預(yù)先給定。此外，各結(jié)點(diǎn)負(fù)荷值亦需預(yù)先輸入。如何輸入這些參數(shù)？1.元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫 油田供電網(wǎng)中參與潮流分布計(jì)算的元件主要有線路、變壓器、發(fā)電機(jī)，當(dāng)按標(biāo)么制計(jì)算時(shí)，我們總選取基準(zhǔn)功率為SB=100MVA，而基準(zhǔn)電壓為各級(jí)電壓的平均額定

4、電壓由此可以用第一章的公式求出其R、X、G、B等參數(shù)，并建立參數(shù)數(shù)據(jù) 庫。表中參數(shù)數(shù)據(jù)庫格式說明如下： （l）數(shù)據(jù)庫第二列編碼（BM）用來區(qū)別不同元件或相同元件的不同運(yùn)行方式。 為了區(qū)別發(fā)電機(jī)、線路、變壓器各元件，元件庫中采用了不同的標(biāo)識(shí)符： 發(fā)電機(jī)元件的標(biāo)識(shí)符用“8”字表示，8后面的數(shù)字則表示發(fā)電機(jī)不同的運(yùn)行方式。如“81”表示一號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行；“845”表示四、五號(hào)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行等。 變壓器元件的標(biāo)識(shí)符為“”號(hào)，符號(hào)后第一個(gè)數(shù)字用來區(qū)別變壓器容量，第二個(gè)數(shù)字則是用來表示不同的運(yùn)行方式。如表中“ 11”表示容量為15MVA變壓器（SFSL115000110型）參數(shù)，而“12”則表示容量為10M

5、VA（SFSL1 10000 1 l0型）變壓器參數(shù).“13”則表示兩臺(tái)并列運(yùn)行參數(shù)。 線路元件的標(biāo)識(shí)符用導(dǎo)線截面積表示，如表中“35”、“70”、“95”、“l(fā)20”、“185”、“240”等。注意：這些導(dǎo)線都是代表工作在35kV電壓等級(jí)的LGJ鋁鉸線。當(dāng)電壓等級(jí)不同時(shí)，可以在標(biāo)識(shí)符后增加識(shí)別數(shù)字，如工作在l10kV的LGJ120導(dǎo)線，其編碼可寫為“1201”。材料不同亦可另加數(shù)字碼作為標(biāo)識(shí)，如用于35kV電壓級(jí)的銅絞線TJ95，其標(biāo)識(shí)符則可寫為“951”；用在l 10kV電壓級(jí)的銅絞線TJ95，其標(biāo)識(shí)符（編碼）則可寫為“9511”。 （2）表中R1、X1、G1，、B1各列分別寫入相元件的基

6、本參數(shù)，對線路來說，則是每公里長度的電阻、電抗、電導(dǎo)、電納的標(biāo)么值。 （3）表中R2、X2、R3、X3各列則是為寫入三繞組變壓器中壓繞組和低壓繞組的電阻、電抗值設(shè)，對發(fā)電機(jī)、雙繞組變壓器和線路則皆為零值。 （4）表中第三列（RZ）記錄變壓器的繞組數(shù)，從表中可以看到，只有變壓器元件（標(biāo)識(shí)符為“一”）才有繞組數(shù)（可能為2或3）而發(fā)電機(jī)元件（標(biāo)識(shí)符為“8”）和導(dǎo)線均為0。2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫 元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫只給出了供電網(wǎng)中各元件的參數(shù)，并沒有反映出各元件在供電網(wǎng)中的位置。因此，尚需建立結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。 表中列出了各元件的規(guī)格型號(hào)、電壓等級(jí)和運(yùn)行方式。如元件1為工作在110kV電壓級(jí)的LGJ120鋁鉸線，長

7、度為419km； 元件2、3、4分別為兩臺(tái)容量各為l5MVA和10MVA三繞組變壓器并列運(yùn)行方式下高、低、中繞組。 利用元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，即可求出供電網(wǎng)絡(luò)各元件的R、X、G、B參數(shù)，并列入網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)組（WLCS（N）。以備潮流計(jì)算時(shí)用。 如元件1為線路，其電阻（R）和電抗標(biāo)么值分別為 R0.08548 X0.13199 其計(jì)算過程則是先由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（WLJG）數(shù)據(jù)庫查得元件1的代碼為“1201”后，再從元件參數(shù)（YJCS）庫找出與代碼“1201”對應(yīng)的電阻R1和電抗X1值，分別為 R10.00204 X10.00315 再乘以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中“1201”代碼的長度（41.9krn）即

8、可得到元件1的電阻和電抗值，其余類推。六、供電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)輸入 對供電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，除了需要通過元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和反映當(dāng)前運(yùn)行方式的關(guān)聯(lián)矩陣計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)組外，尚需輸入當(dāng)前各節(jié)點(diǎn)的有功和無功負(fù)荷值，一般有兩種輸入方式。1.輸入瞬時(shí)負(fù)荷 當(dāng)輸入各節(jié)點(diǎn)的瞬時(shí)有功和無功功率值時(shí)潮流計(jì)算的結(jié)果則是反映在該時(shí)刻各元件中的瞬時(shí)潮流分布、電壓損失、功率損耗和各節(jié)點(diǎn)的電壓值和相位角。2.輸入平均負(fù)荷 當(dāng)前變電所運(yùn)行日志都是每小時(shí)對負(fù)荷數(shù)據(jù)記錄一次，并通過二十四小時(shí)的記錄做出變電所的日負(fù)荷曲線。 當(dāng)需要計(jì)算日平均負(fù)荷潮流分布時(shí)，則可以將日平均負(fù)荷數(shù)據(jù)輸入，但在計(jì)算供電網(wǎng)功率損耗時(shí)，則必須計(jì)及負(fù)

9、荷波動(dòng)的影響。 設(shè)t時(shí)刻，通過元件K的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷各為 和 ，它們與平均負(fù)荷的差值為：則元件K的日電能損耗：式中為中實(shí)際負(fù)荷曲線與平均負(fù)荷之間所包含的面積，因正負(fù)面積相等，故該兩項(xiàng)均等于零。而右側(cè)第二項(xiàng)即為日有功負(fù)荷和無功負(fù)荷的方差值。 右側(cè)第一項(xiàng)所以上式可以作為計(jì)算元件中功率損耗的通式：當(dāng)需計(jì)算一天中元件的功率損耗，則需將一天的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷的平均值 和一天內(nèi)負(fù)荷變動(dòng)的方差值代入。如需計(jì)算每小時(shí)中元件的功率損耗，則需將一小時(shí)中有功負(fù)荷和無功負(fù)荷的平均值及其方差代入。當(dāng)需要計(jì)算一月中元件的功率損耗，則應(yīng)將一月中的負(fù)荷平均值代入，而方差值則應(yīng)從每月的典型日負(fù)荷曲線求得，并代入式。 求平

10、均負(fù)荷值的方法：常常由電量求得。由于電度表的精度總是比功率表高，因此從電量求出的平均負(fù)荷將更加符合實(shí)際情況。 當(dāng)從有功、無功電度表讀出一天的負(fù)荷電量為 ，則可由下式求得平均負(fù)荷為3.計(jì)算 的方法 前述方法，如要計(jì)算日負(fù)荷的方差值，則需要分別輸入24個(gè) （t024）。對于一個(gè)具有多個(gè)變電所的供電網(wǎng)，輸入負(fù)荷數(shù)據(jù)的工作量將會(huì)很大，因此應(yīng)該尋求一種在保證計(jì)算精度的前提下使輸入數(shù)據(jù)的工作量又很小的方法來計(jì)算 值。 從負(fù)荷曲線可知，每一時(shí)刻的瞬時(shí)負(fù)荷總是在平均負(fù)荷線的上下擺動(dòng)，我們可以假設(shè)任一時(shí)刻造成負(fù)荷擺動(dòng)的因素是大量的而又是相互獨(dú)立的。因此，從概率論的中心極限定理可知負(fù)荷變化的概率近似地服從正態(tài)分布，其中有功負(fù)荷服從均值為的正態(tài)分布，而無功負(fù)荷服從均值為的正態(tài)分布。 對油田電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)狀況作了大量調(diào)查，發(fā)現(xiàn)多數(shù)負(fù)荷曲線負(fù)荷波動(dòng)較為平緩。因此，可近似認(rèn)為在大多數(shù)變電所具有下列關(guān)系 ：因此可以近似認(rèn)為最大負(fù)荷與最小負(fù)荷是對稱分布于均值的兩側(cè)。 正態(tài)分布的負(fù)